コイルの過渡現象についてなのですが、勉強していて電流が変化するからそれを妨げる誘導起電力が生まれると

Question

コイルの過渡現象についてなのですが、勉強していて電流が変化するからそれを妨げる誘導起電力が生まれるという事がわかりました。
そこで疑問なのですが、電流があってコイルの誘導起電力があるのは分かります。では電圧とコイルの関係はどうなのでしょうか。

例えば100Vをコイル、抵抗の直列回路に掛けると電流によりコイルに電圧100Vが計測されるとの事ですが、この100Vは電源からの電圧ではなく、電流によるコイル自身の100Vだと思います。(電源電圧と釣り合っている)

コイルは銅線なので電流は流れますが電圧って掛かるのでしょうか。電流が流れ、抵抗があれば電圧は発生しますがコイルには直流では抵抗0なのでやはり電流は流れても電圧はかからないのではと。

電流があるから自己誘導起電力がある、では電圧に対して(極端に言いますと何らかの方法で電圧だけ掛けれるとすると)どうなるのでしょうか。

tknakamuri · Accepted Answer

コイルに電圧をかけた瞬間は(コイルに電源をつないだ瞬間は)電流は0ですよ。

コイルの電圧降下というのは電磁誘導の結果です。抵抗で発生するわけではありません。

電磁誘導はコイルを通る磁束をφ、巻き数をn とすると

E = ndφ/dt

となって、φの微分量に比例するので、φ(t=0)=0であっても、t=0でφが変化していれば
E(t=0)はゼロにはなりません。自己誘導の場合 φはコイルの電流に比例しますから
電流がt=0で0でも、t=0で変化しているのであれば E は発生できるわけです。

過渡解析でもそういう答えが出てくるでしょ？

xpopo · Answer

＞コイルは銅線なので電流は流れますが電圧って掛かるのでしょうか。電流が流れ、抵抗があれば電圧は発生しますがコイルには直流では抵抗0なのでやはり電流は流れても電圧はかからないのではと。
＞電流があるから自己誘導起電力がある、では電圧に対して(極端に言いますと何らかの方法で電圧だけ掛けれるとすると)どうなるのでしょうか。

回答＞＞コイルは導線を一定の直径に巻いてあります。この巻かれてることによってL、即ちインダクタンスが発生します。
　インダクタンスがあるといきなりコイルに電圧をかけても電流は無限大にはなりません。インダクタンスLの逆数に比例して時間の経過とともに一定の割合で電流は０から増加して行きます。
例えば添付した回路図でで電圧Vをt=0からいきなり１V一定の電圧をかけます。コイルL1の電流は右のシミュレーション結果にあるようにｔ＝０では電流0ですが]時間の経過とともに増加してます。添付図ではコイルL1のインダクタンスLxをLx＝１０ｍH、２０ｍH､40ｍHの各場合にたいしてL1の電流I(L1)がどうなるかをシミュレーションしてあります。
　結果は（L1)は1/Lxに比例して直線的に増加するということを示してます。
つまりインダクタンスが大きいと電流の増加するスピードが遅くなり、インダクタンスが小さくなると反対に電流の増加するスピードは遅くなるということです。これがコイルの効果ということになるわけです。

emeda · Answer

ここで文字だけで説明するのは難しいですね。回路、グラフ、数式を書きながらだと説明できるんですけど。

コイルと抵抗の直列接続の回路の微分方程式を解いてみたら、疑問が解決すると思います。

微分方程式 R・i(t) + L・di(t)/dt = v(t)

電圧v(t)はステップ関数やサイン関数として、電流i(t)に対して微分方程式を解く。

電気工学科なら電気回路論で習いますけど、過渡現象を勉強してるなら知ってませんか？

_11 · Answer

過渡現象についてはよく知りませんが
「コイルには直流では抵抗0なので」の部分は違うのではないでしょうか
コイルだろうと何だろうと抵抗0の導線は通常ありません　超伝導物質などでも持ち出さない限り・・・

コイルの過渡現象についてなのですが、勉強していて電流が変化するからそれを妨げる誘導起電力が生まれると

コイルに電圧をかけた瞬間は(コイルに電源をつないだ瞬間は)電流は0ですよ。

＞コイルは銅線なので電流は流れますが電圧って掛かるのでしょうか。

ここで文字だけで説明するのは難しいですね。

過渡現象についてはよく知りませんが

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